Revista Cultura, SERIA A III-A, nr. 2 (558), 12 ianuarie 2017
Cultura ideilor
Arta, cultura și cele cinci teorii din fizica de azi
Disonanțe în epicentrul gândirii mundane
Nicu Ilie
EPAPER: http://revistacultura.ro/nou/2017/01/sumar-nr-2-2017/
PDF: http://revistacultura.ro/pdf/Cultura_2_558ePaper.pdf
Literații consideră, de regulă, fizica fundamentală ca fiind ceva ce nu are nicio înrâurire asupra domeniului lor. Artiștii folosesc fizica doar ca argument sau substrat metaforic în demonstrarea unor mesaje deja stabilite, reducând teoria la un ecou argumentativ. Tehnologiile utilizează ferestre mici din teoriile fizicii, intensificând valorile utilizate, cu scopul de a elimina așa-zisele erori, respectiv parametrii fizici care ar reclama un grad de cunoaștere multiplicat exponențial. Cât privește teoriile socio-politice, ele utilizează fizica teoretică doar accidental și fragmentar – deseori decupând fragmente nepotrivite. Cu toate acestea, fizica, alături de matematică, reprezintă principalul mecanism de inserție a culturii în natură, iar stadiile de dezvoltare a acestor domenii determină nemijlocit concepțiile despre lume ale tuturor oamenilor – cunoscători sau nu de mate-fizică – și dau configurația generală a oricărei forme de cultură.
Dintre toate domeniile cunoașterii, fizica este cea care explică domeniul natural cel mai amplu și, consecutiv, stabilește principiile fundamentale ale concepției despre lume ce stă la baza tuturor celorlalte domenii cognitive și culturale. Cu un spectru ce cuprinde cauzalitatea, geneza, lumina, mișcarea, energia, substanța, neg-entropia, fizica influențează toate subdomeniile filosofiei și, prin aceasta, toate domeniile cunoașterii și culturii – religie, tehnologie, științe departamentale și formale, lingvistică, arte și științe socio-politice. Ea însăși fiind un Weltanschauung, fizica este instanța de validare a oricăror alte teorii mundane. Însă, deși, în manieră romantică, la nivelul culturii generale, vorbim despre o singură fizică, o teorie unitară coerentă, în mod practic, în fizica de după modernism, avem minimum cinci teorii contradictorii și ireconciliabile, iar conflictul dintre acestea, deși rar conștientizat în afara cercurilor de cercetători, este cel ce generează tensiunea cognitivă care propulsează cultura, arta și societățile postmoderne.
Un curriculum iluminist
În certificatul de naștere al fizicii moderne – considerând că acest certificat este cel semnat de Isaac Newton – numele complet este „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” („Principiile matematice ale filosofiei naturale”). Actul datează din 1686. „Fizică” este un nume grecesc care avea, în secolul al XVII-lea, prea multe interpretări filosofico-religioase ce îl făceau greu frecventabil. Istoricii care coboară sub acest an, până la Galilei, Arhimede, Aristotel sau mai înainte, constată că foarte puține dintre teorii, iar acestea în foarte mică măsură, își mai păstrează valabilitatea în contextul general al științei. Deși nu de la zero (dar uneori de la minus 1), Newton a impus forma generală a noii științe prin stabilirea conceptelor de „lege naturală” și „forță” și prin definirea principalelor legi ale mișcării, aplicabile și la dinamica obiectelor și la optică sau la corpuri cerești; la acest nivel, descoperirea unei noi forțe – gravitația, pare a avea o relevanță mai mică. Un rol esențial în apariția fizicii newtoniene (și care scapă istoricilor științei) l-a avut Descartes, care a unificat algebra și geometria prin introducerea sistemului de coordonate, pregătind aparatul teoretic al cuantificării mișcării și fenomenelor fizice.
Dezvoltată de succesori, fizica newtoniană constituie astăzi știința cu cea mai mare aplicabilitate tehnologică. Ea a stat la baza revoluției industriale, a Iluminismului, și continuă să constituie mediul științific necesar și suficient pentru mecanică, electronică, hidrotehnică, optică, arhitectură și construcții ș.m.a. Ea constituie, aproape exclusiv, curriculumul preuniversitar al acestui domeniu cognitiv. A existat chiar o perioadă, în secolul al XIX-lea, în care această fizică newtoniană părea că va putea unifica în mod coerent toate descoperirile și teoriile asupra naturii, constituind fundamentele unui mathesis.
Fizica clasică a restructurat gândirea comună și pe cea filosofică în temeiul legilor naturale. De la iluminiști la Kant și la pozitiviști, fără a-i uita pe Hegel și pe materialiști, filosofii au preluat concepte, viziuni și metode din fizica newtoniană și le-au integrat în modele ale lumii capabile să cuprindă ontologii, gnoseologii și teorii etice, dezvoltând totodată programe sociale, politice și estetice în acord cu acestea.
Descendența romantismului din iluminism nu mai trebuie dovedită, dar există și relații directe ale acestuia cu fizica clasică, și nu doar la Jules Verne, ci și la Byron. Ce ar fi fost romantismul fără conceptul de „forță”? La fel, ce ar fi realismul fără credința că orice dinamică se desfășoară conform unor mecanisme ce pot fi desfăcute pentru a fi analizate și ameliorate?
Începuturile haosului
Toate fenomenele fizice, mai puțin termodinamica, se aliniau, în secolul al XIX-lea, cuminți, în spatele principiilor newtoniene. O parte a termodinamicii reclama însă un alt tip de înțelegere a fizicii. Capacitatea reversibilă a energiei de a se transforma din ordonată (lucru mecanic) în dezordonată (căldură) a adus un nou concept, cel de entropie, definit astăzi de DEX ca „Mărime de stare termică a sistemelor fizice care crește în cursul oricărei transformări ireversibile a lor și rămâne constantă în cursul oricărei transformări reversibile” și „Măsură care indică gradul de organizare a unui sistem”. Sau, în limbaj comun, atunci când microprocesorul telefonului se încălzește scad performanțele logice ale acestuia și crește consumul bateriei. Dezvoltat în strânsă legătură cu perfecționarea mașinilor termice, conceptul de entropie ridica probleme legate de conservarea energiei și a substanței în cursul unui proces termic. Necesitățile tehnice ale termodinamicii o făceau să nu mai opereze cu corpuri fizice, ci cu gaze sub presiune, unde particulele au propria cinetică, diferită de a ansamblului. Această cinetică internă putea prelua o parte a energiei sistemului, afectând reversibilitatea între lucru mecanic și căldură. Pentru studierea acestui fenomen, fizicianul german Ludwig Boltzmann a dezvoltat o nouă teorie fizică, mecanica stocastică sau mecanica statistică, cu categorii și metode radical diferite de fizica newtoniană, deși nu opuse acesteia. Pe urmele lui Boltzmann, studiul gazelor și al fluidelor a generat, în linie de continuitate, teoria haosului. Ambele, mecanica stocastică și teoria haosului sunt considerate ca părți separate ale fizicii clasice, neexistând contradicții formale între acestea și paradigmele newtoniene. Însă diferențele sunt remarcabile. Noua fizică fiind una a fluidelor, nu mai poate opera cu certitudini, ci cu probabilități, ceea ce i-a adus și titulatura de teorie a haosului. Ea este însă capabilă de predicții de o mare precizie, putând explica și descrie fenomene extrem de complexe, precum cele meteo. De asemenea, ea are un potențial neexploatat de a fi transferată, ca aparat conceptual-teoretic, în studiul fenomenelor sociale și politice care, pe măsură ce volumul lor de cuantificare crește („big data”) devin tot mai greu de prelucrat prin simpla statistică, iar rezultatele tot mai puțin relevante.
Înrâurirea culturală și artistică a teoriei haosului și a stocasticii a fost superficială. Dincolo de simplistul „butterfly effect”, care teoretizează faptul că bătaia din aripi a unui fluture pe Amazon poate declanșa o furtună în India, teoria haosului a dat prea puține efecte culturale, printre handicapurile sale fiind că buna ei aplicare necesită un enorm volum de calcul și nici în acest caz outputurile ei nu sunt certitudini, ci grade de certitudine.
Relativitatea extinsă
Prima fizică opozabilă mecanicii newtoniene a fost teoria relativității a lui Einstein. De această dată nu mai erau provocate doar modalitățile de calcul și gradul de certitudine a rezultatelor, ci chiar parametrii generali ai cadrului de manifestare a fenomenelor fizice. Timpul și spațiul în care se desfășoară fenomenele în fizica newtoniană pot fi definite ca dimensiuni ortogonale ale unui sistem matematic cu trei plus unu dimensiuni. Astfel, și timpul, și spațiul sunt elemente fizice exterioare și neafectate de transformările care au loc în cadrul lor. Prin teoria relativității, spațiul și timpul devin aderente la corpurile și energiile pe care le conțin, ele însele fiind afectate de transformările din interiorul lor. Fizica relativității este una a transformărilor permanente ce au loc între toate mărimile fizice: forțe, gravitație, timp și spațiu, energie, masă, moment cinetic. Spațiul se curbează ca efect al unor mase enorme, timpul se scurge în spațiu, energia se transformă în masă, prin intermediul unor câmpuri electromagnetice cu forțe imense, iar masa în energie, prin explozii de mărimi colosale. Bomba atomică a dovedit, în mod practic, această teorie. În explozia de le Hiroshima doar câteva grame de materie s-au transformat cu adevărat în energie și au determinat întreaga distrugere.
Fizica relativistă este folosită pentru explicarea fenomenelor cu o scală extremă – atomică și astronomică. Mecanica newtoniană (numele sub care se vorbește azi de fizica clasică) este considerat un caz limită al fizicii relativiste, valabilă acolo unde curburile spațiului sunt nesemnificative față de scala fenomenelor studiate. Cât privește relevanța teoriei relativității în cultura contemporană, ea este foarte mare. Deși, s-ar putea spune, oamenii se întâlnesc zi cu zi mai mult cu fenomene extrem de complexe decât cu fenomene extrem de mari, nu teoria haosului a generat noua ontologie de uz curent, ci teoria relativității. În cadrul acesteia a luat naștere noua viziune despre geneză (Big Bang) și din aceasta își extrage temele – mai mult sau mai puțin forțat – o extrem de bogată literatură SF, dar și gnoze futurologice precum OZN-autica sau paleoastronautica. Gaură de vierme, gaură neagră, călătorie în timp, materie întunecată, energie neagră – sunt concepte prolifice cultural, descendente din teoria relativității.
Mecanica cuantică
La sfârșitul modernismului și la scurt timp după relativitate, deși, inițial, cu un impact numai în mediile științifice, mecanica cuantică s-a pus încă din start în opoziție și cu fizica newtoniană, și cu Einstein. Ea a evoluat din stocastică, însă într-un mod radical, trasând limite extreme capacității de cunoaștere și fenomenelor cunoscute. Propozițiile ei fundamentale sunt că, la nivel subatomic, există cu totul alte legi naturale decât la nivel macro și că există o limită intrinsecă în cunoașterea mecanicii reale a particulelor subatomice. Avem astăzi dovezi despre capacitatea particulelor subatomice de a se înființa din vid, precum și alte capacități ce pot fi etichetate ca stranii în contextul fizicii newtoniene, în primul rând „împletirea cuantică”, anume ce face ca două particule să se miște sincron chiar dacă ele sunt situate la distanțe la care orice interacțiune a lor e imposibilă. Caracterul de stranietate (totuși confirmat de rezultate experimentale și o nouă categorie de tehnologii) se dovedește prolific cultural. Unii afirmă că mecanica cuantică poate descoperi sufletul din punct de vedere fizic, alții că deja a făcut-o, iar în preajma acestei teorii își găsesc locul gnoze care forțează similitudini între știința de avangardă și cele mai vechi convingeri religioase. La rândul lor, cercetătorii din domeniul cuantic au acreditat ideea că fantezii din literatură – precum teleportarea – ar putea deveni tehnologii posibile într-un timp nu foarte îndepărtat.
Teoria coardelor și multiversurilor
Dacă relativitatea și cuantica au un solid fundament experimental, există în fizica actuală un grup de teorii care au doar un fundament matematic. Teoria coardelor (stringurilor) postulează că, sub nivelul atomilor, particulele elementare sunt, la rândul lor compuse din elemente unitare, aflate în stări diverse, care produc interacțiuni prin care iau naștere masa și energia particulelor. Matematica ce stă la baza acestor teorii (care includ M-Theory, o fizică ipotetică ce ar urma să unifice toate teoriile fizicii aflate acum în disonanță) prevede spații multidimensionale (cu de la 10 la 12 dimensiuni), iar oamenii pot vedea/ cunoaște doar patru dintre acestea; celelalte dimensiuni, ascunse, fiind sursa manifestărilor „stranii” înregistrate de mecanica cuantică. Suma acestor dimensiuni constituite un multivers, iar dimensiunile ascunse universuri paralele.
Ea însăși o formă de literatură (întrucât experimente care să o dovedească nici nu au fost imaginate), teoria coardelor a fost larg îmbrățișată de artele diegetice, deși teoria nu oferă niciun pasaj de la sub-subatomic la macromolecular.
De la metafizică la ontologie și înapoi la fizică
„Fizică” și „metafizică” sunt concepte apărute sincron, în perioada Greciei antice. De aceea, ele rămân, din punct de vedere filosofic, captive în coordonatele exemplare în care le-a fixat Aristotel. Astăzi, încă, aceste coordonate sunt evidente. Oricât ar fi progresat fizica și oricâte mișcări de revoluție s-au înregistrat în gândirea filosofică, discursurile academice plătesc tribut unei conceptualizări platonice, aristotelice sau neoplatonice. Chiar teoria Big-Bangului este, de fapt, o extensie nu prea originală a neoplatonismului.
A existat în primul mileniu, justificată și de Aristotel, o convingere că fizica derivă din metafizică. În gândirea magică, fenomenele naturale erau doar manifestări ale unei voințe divine și ale unor realități transmundane. Un timp, după apariția fizicii newtoniene, filosofia a încercat propriul demers de fondare ontologică, în paralel și cu știința la zi, și cu religia creștină în diversele ei forme. Ultimul tărâm de confruntare al filosofiei fundamentale a fost atomismul și entropia, iar, după apariția relativității și a cuanticii, niciun filosof nu a mai încercat propria teorie despre lume. Filosofia s-a restrâns, sub aspectul competenței, la cunoașterea despre cunoaștere (implicând autoanaliza), lăsând schemele fundamentale – ontogenia și ontologia – în seama fizicienilor. Fizica teoretică de azi este așadar nu doar „filosofie naturală”, ci și „filosofie fundamentală”, iar disonanțele apărute între diversele ei teorii fermentul cultural ce stimulează producția de idei în perioada postmodernă/ post-creștină/ post-filosofică.